Occurrence and toxicity of Microcystis aeruginosa (Cyanobacteria) in the Paraná River, downstream of the Yacyretá dam (Argentina)

Cyanobacteria constitute the main toxin producers in inland water ecosystems and have extensive global distribution. The presence of hepatotoxins in aquatic environments is hazardous to human and animal health; even though the presence and identification of hepatotoxic microcystins in rivers and reservoirs of the world have been confirmed by several studies in the last few years. Herein, we studied the abundance and toxicity of Microcystis aeruginosa in the Argentine section of the Paraná River at the beginning of the Middle Paraná (Corrientes Hydrometer), near Corrientes city (27º28´ S - 58º51´ W) and approximately 220 km downstream of the Yacyretá dam (High Paraná). The Paraná River basin, with a drainage area of 3.1 x 106 km2 and 3 965 km in length, is the second largest catchment of South America, after that of the Amazon. The Paraná River is the main source of drinking water supply for the Northeastern Argentine region. Phytoplankton samples were collected and environmental variables were measured in a monthly basis (exceptionally fortnightly), from March 2004 to June 2008. Fifty-eight samples were analyzed for phytoplankton density and biomass. Five samples were used for toxicity testing; the latter were obtained during the cyanobacteria blooms from 2005 to 2008. Phytoplankton counts were performed with an inverted microscope, and biomass was expressed as biovolume. Bioassays with mice and high-performance liquid chromatography (HPLC) analysis were performed to evaluate the presence of cyanotoxins. Phytoplankton mainly consisted of Cryptophyta, Chlorophyta and Bacillariophyta. Microcystis aeruginosa was identified during the warmer months each year (November to March). Density varied between 189 and 25 027 cells/mL (1-10 colonies/mL) and biomass from 0.34 to 44 mm3/L. Taking into account the number of cells, the highest abundance occurred in April 2004 (25 027 cells/mL), coinciding with the largest biovolume (44 mm3/L). All mice subjected to intraperitoneal injections with samples obtained during bloom episodes showed positive results for the presence of hepatotoxins. Three microcystins variants: LR, RR and [D-Leu1] Mcyst-LR were detected by analysis with semi-preparative high-performance liquid chromatography with diode array detector system (HPLC-PDA). This constitutes the first report of microcystins recorded during M. aeruginosa blooms in the Argentine stretch of the Paraná River at the beginning of the Middle Paraná (Corrientes Hydrometer), approximately 220 km downstream of the Yacyretá dam (High Paraná).Fil: Forastier, Marina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Centro de Ecología Aplicada del Litoral. Universidad Nacional del Nordeste. Centro de Ecología Aplicada del Litoral; ArgentinaFil: Zalocar, Yolanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Centro de Ecología Aplicada del Litoral. Universidad Nacional del Nordeste. Centro de Ecología Aplicada del Litoral; ArgentinaFil: Andrinolo, Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas; ArgentinaFil: Domitrovic, Hugo Alberto. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Veterinarias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Application of hydrogen peroxide to the control of eutrophic lake systems in laboratory assays

We exposed water samples from a recreational lake dominated by the cyanobacterium Planktothrix agardhii to different concentrations of hydrogen peroxide (H2O2). An addition of 0.33 mg·L−1 of H2O2 was the lowest effective dose for the decay of chlorophyll-a concentration to half of the original in 14 h with light and 17 h in experiments without light. With 3.33 mg·L−1 of H2O2, the values of the chemical oxygen demand (COD) decreased to half at 36 and 126 h in experiments performed with and without light, respectively. With increasing H2O2, there is a decrease in the total and faecal coliform, and this effect was made more pronounced by light. Total and faecal coliform were inhibited completely 48 h after addition of 3.33 mg·L−1 H2O2. Although the densities of cyanobacterial cells exposed to H2O2 did not decrease, transmission electron microscope observation of the trichomes showed several stages of degeneration, and the cells were collapsed after 48 h of 3.33 mg·L−1 of H2O2 addition in the presence of light. Our results demonstrate that H2O2 could be potentially used in hypertrophic systems because it not only collapses cyanobacterial cells and coliform bacteria but may also reduce chlorophyll-a content and chemical oxygen demand.Fil: Bauzá, Letizia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas; ArgentinaFil: Aguilera, Anabella. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; Argentina. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; ArgentinaFil: Etchenique, Roberto Argentino. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Division Ficología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Andrinolo, Dario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas; ArgentinaFil: Giannuzzi, Leda. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas; Argentin

Cyanobacteria: algas productoras de toxinas

El de las Cyanobacteria es un grupo de algas con características particulares. Por su coloración, dada por los pigmentos que posee, comúnmente se las conoce como algas verde-azules. Según registros fósiles, son los primeros organismos fotosintéticos aparecidos en nuestro planeta (3000-3500 millones de años), por esto se los consideran los responsables de originar la atmósfera inicial que posibilitó la evolución del resto de los seres vivos habitantes de la Tierra. Estos organismos, desde microscópicos hasta visibles a simple vista, presentan una gran diversidad de formas, y son capaces de habitar casi todos los rincones del planeta; desde los desiertos polares hasta los ecuatoriales, desde ambientes situados a nivel del mar, hasta las más altas cumbres y desde marinos hasta cuerpos de agua continentales, aguas dulces y salobres. Desde hace siglos algunos de sus integrantes son aprovechados por distintos pueblos como fuente de alimentación, fertilizantes de cultivos e incluso como fijadores de suelos. Actualmente suelen ser utilizados en la industria alimenticia, textil y farmacéutica, entre otras

El sistema renal hídrico: una herramienta para la recuperación de humedales pampeanos

Actualmente los humedales son un centro de atención internacional debido a la importancia que se les reconoce como fuente de diversidad biológica y cultural, sustento de masas de agua de calidad, capacidad de purificación de aguas negras y grises, y mantenimiento de sistemas productivos; entre otras funciones. Es por eso que la protección de los mismos figura en la agenda de diversos organismos, gobiernos y referentes de relevancia internacional. El carácter de espontánea con que se ha producido la expansión Urbana e industrial en las últimas décadas, ejerce múltiples presiones sobre los recursos hídricos y en particular sobre los humedales afectando su calidad, cantidad y el acceso a ellos por parte de la población. Este es el caso de las laguna pampeanas, poco profundas, que no estratifican térmicamente, con tiempos de permanencia del agua y salinidad altamente variables, naturalmente meso-eutróficos, y actualmente bajo estrés ambiental manifiesto lo cual incrementa aún más sus contenidos de nutrientes, contaminantes como metales y pesticidas y sustenta la proliferación de florecimientos cianobacterianos. La eutrofización de cuerpos de agua constituye un problema ambiental persistente, caracterizado por una elevada carga de nutrientes, turbidez del agua, presencia de algas tóxicas, mortandad de pece por anoxias, enfermedades de origen hídrico y pérdida de diversidad biológica en los ecosistemas acuáticos (Carpenter et al. 1999). Esta situación ambiental afecta a las lagunas pampeanas, entre otros cuerpos de agua, y están relacionados con descargas puntuales no tratadas provenientes de áreas urbanas y con fuentes difusas de descargas que no están reguladas provenientes de diversas actividades industriales (Quiros, 2000). Una de las consecuencias de la eutrofización son los florecimientos algales nocivos (FAN), dominados fundamentalmente por distintas especies de cianobacterias, y favorecidos por el cambio climático (Codd y col., 1989; Paerl y Huisman, 2008). Otra de las consecuencias de los impactos antrópicos, es la presencia de metales pesados en estos cuerpos de agua. Sus efectos tóxicos sobre la biota y su dispersión en el ambiente dependen de su especiación, la cual esta a su vez relacionada con parámetros fisicoquímicos de los cuerpos de agua como pH y calidad y concentración de materia orgánica. En este contexto, la presencia de metales pesados en el agua puede generar bioacumulación, fenómeno que afecta a los organismos de todo el ecosistema y plantea consecuencias perjudiciales para la salud de todas las formas de vida

An Acute Case of Intoxication with Cyanobacteria and Cyanotoxins in Recreational Water in Salto Grande Dam, Argentina

Cyanobacterial blooms and hepatotoxic microcystins (MCs) usually occur in summer, constituting a sanitary and environmental problem in Salto Grande Dam, Argentina. Water sports and recreational activities take place in summer in this lake. We reported an acute case of cyanobacterial poisoning in Salto Grande dam, Argentina, which occurred in January 2007. Accidentally, a young man was immersed in an intense bloom of Microcystis spp. A level of 48.6 μg·L−1 of microcystin-LR was detected in water samples. Four hours after exposure, the patient showed nausea, abdominal pain and fever. Three days later, dyspnea and respiratory distress were reported. The patient was hospitalized in intensive care and diagnosed with an atypical pneumonia. Finally, a week after the exposure, the patient developed a hepatotoxicosis with a significant increase of hepatic damage biomarkers (ALT, AST and γGT). Complete recovery took place within 20 days. This is the first study to show an acute intoxication with microcystin-producing cyanobacteria blooms in recreational water

Riesgos y perspectivas de la exposición a cianotoxinas en el cono sur

En el cono sur están presentes la mayoría de las especies toxígenas descritas en el mundo. Se ha informado florecimientos de cianobacterias desde la década del 40. Se han asociadas con muerte de aves acuáticas e intoxicaciones de animales domésticos a los que se suman las frecuentes observaciones de muerte de ganado, peces posiblemente asociados a florecimientos de especies toxígenas informada por veterinarios, productores e investigadores.Facultad de Ciencias Exacta

Manejo y control de cianobacterias en lagos, reservorios y ríos: Alertas

El propósito de este capítulo es ayudar a quienes tengan la responsabilidad de valorar o manejar losriesgos en la salud humana vinculados a la presencia de cianobacterias tóxicas o potencialmente tóxicasen el ambiente. Es pensado como una guía general para la gestión de riesgos, ya sea durante algúnacontecimiento, a causa de la sospecha de un peligro potencial o como práctica recomendable para elcontrol de cuerpos de agua destinados al uso humano.El control de los peligros que implican a la salud humana las floraciones cianobacterianas, forman parte deun panorama más amplio de la calidad de agua que involucra la gestión del recurso hídrico, la protecciónambiental y la formulación de políticas generales de desarrollo sustentable.La implementación de programas de monitoreo y el manejo de los riesgos deberá pensarse en función delas características del cuerpo de agua, de su uso, y en función de quién o quiénes son los interesados enllevarlos a cabo y quiénes son las autoridades políticas con jurisdicción sobre el mismo.En nuestro país, el control de los recursos hídricos se encuentra distribuido y disperso en distintasdependencias del estado nacional, provincial y municipal; así como también bajo el dominio de institucionesbinacionales o concesionado a empresas privadas (ej: plantas potabilizadoras), en donde todas poseendistintas injerencias sobre el recurso hídrico.En este contexto, los actores involucrados con el control y el manejo del fenómeno cianobacteriano y susconsecuencias sobre la salud deberán crear para cada caso las vinculaciones pertinentes y eficaces quepuedan dar una respuesta efectiva a la existencia de esta problemática.Una vez que las asociaciones, las agencias y los grupos que pueden involucrarse alrededor del tema sonidentificados, entonces las herramientas que da el conocimiento deben ser revisadas y estudiadas paracada caso en particular.Palabras clave: Cianobacteria, control y manejo del riesgo.Fil: Andrinolo, Dario. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Química. Centro de Investigaciones del Medio Ambiente; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Ruiz, Marcia. Secretaria de Ambiente y Desarrollo Sustentable de la Nación. Instituto Nacional del Agua y del Ambiente (Córdoba); Argentina. Ministerio del Interior, Obras Publicas y Vivienda; Argentin

Recreational exposure during algal bloom in carrasco beach, uruguay: A liver failure case report

In January 2015, a 20-month-old child and her family took part in recreational activities at Carrasco and Malvín beaches (Montevideo, Uruguay). An intense harmful algae bloom (HAB) was developing along the coast at that time. A few hours after the last recreational exposure episode, the family suffered gastrointestinal symptoms which were self-limited except in the child’s case, who was admitted to hospital in Uruguay with diarrhea, vomiting, fatigue, and jaundice. The patient had increased serum levels of liver enzymes and bilirubin and five days later presented acute liver failure. She was referred to the Italian Hospital in Buenos Aires, being admitted with grade II-III encephalopathy and hepatomegaly and requiring mechanical respiratory assistance. Serology tests for hepatitis A, B, and C, Epstein-Barr virus, and cytomegalovirus were negative. Laboratory features showed anemia, coagulopathy, and increased serum levels of ammonium, alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), and bilirubin. Autoimmune Hepatitis Type-II (AH-II) was the initial diagnosis based on a liver kidney microsomal type 1 antibodies (LKM-1) positive result, and twenty days later a liver transplant was performed. The liver histopathology had indicated hemorrhagic necrosis in zone 3, and cholestasis and nodular regeneration, which were not characteristic of AH-II. LC/ESI-HRMS (liquid chromatography electrospray ionization high-resolution mass spectrometry) analysis of MCs in the explanted liver revealed the presence of Microsytin-LR (MC-LR) (2.4 ng·gr-1 tissue) and [D-Leu1]MC-LR (75.4 ng·gr-1 tissue), which constitute a toxicological nexus and indicate a preponderant role of microcystins in the development of fulminant hepatitis.Fil: Vidal, Flavia. Hospital Italiano; ArgentinaFil: Sedan, Daniela Yazmine. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Química. Centro de Investigaciones del Medio Ambiente; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: D'Agostino, Daniel. Hospital Italiano; ArgentinaFil: Cavalieri, María Lorena. Hospital Italiano; ArgentinaFil: Mullen, Eduardo. Hospital Italiano; ArgentinaFil: Parot Varela, María Macarena. Hospital Italiano; ArgentinaFil: Flores, Cintia. Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua; EspañaFil: Caixach, Josep. Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua; EspañaFil: Andrinolo, Dario. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Química. Centro de Investigaciones del Medio Ambiente; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Riesgos y perspectivas de la exposición a cianotoxinas en el cono sur

En el cono sur están presentes la mayoría de las especies toxígenas descritas en el mundo. Se ha informado florecimientos de cianobacterias desde la década del 40. Se han asociadas con muerte de aves acuáticas e intoxicaciones de animales domésticos a los que se suman las frecuentes observaciones de muerte de ganado, peces posiblemente asociados a florecimientos de especies toxígenas informada por veterinarios, productores e investigadores.Facultad de Ciencias Exacta

Relationship between Ocular Surface Alterations and Concentrations of Aerial Particulate Matter

Purpose: To evaluate ocular surface alterations in two populations at different exposure levels to particulate matter (PM) in their living and work environments. Methods: A cross-sectional study was conducted, including 78 volunteers from Argentina who lived and worked under different pollution levels in an urban (U; n = 44) or industrial zone (I; n = 34). Mean exposure level to PM was evaluated. Responses to the Ocular Symptom Disease Index and McMonnies questionnaire were obtained from all subjects. Subsequently, an assessment through the Schirmer I test (ST), slit lamp microscopy, vital staining, and tear breakup time was conducted. Statistical analyses with Chi-square and Bartlett’s tests, as well as Student’s t-tests and principal component analysis (PCA), were performed. Results: Particles of size < 2.5 μm (PM2.5) level was significantly higher in the I group than the U group (P = 0.04). Ocular surface parameters including bulbar redness, eyelid redness, and the degree of vital staining with fluorescein (SF) and lissamine green (SLG) exhibited difference between the groups. With regards to the tear film, statistically significant differences in the ST value and meibomian gland dysfunction between the groups were detected (P = 0.003 and P = 0.02, respectively). Conjunctival SF and SLG, and ST values were identified as factors which could distinguish groups exposed to different PM levels. Conclusion: Subjects exposed to higher levels of PM in the outdoor air presented greater ocular surface alterations. Thus, ST, SF, and SLG values could be used as convenient indicators of adverse health effects due to exposure to air pollution